JP5267486B2 - Damper device and vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダンパ装置および車両制御装置に関する。 The present invention relates to a damper device and a vehicle control device.
従来、内燃機関の出力軸と連動して回転する回転体の振動を吸収するダンパ装置が知られている。例えば、特許文献1には、エンジンの回転数に比例して回転する回転軸の端部に取り付けられた円盤と、円盤に配設された振り子機構と、振り子機構の振り子支点を円盤の半径方向に移動可能に構成された移動機構と、エンジンの運転状態に応じて移動機構の作動を制御する制御手段とをそなえる振り子式動吸振器の技術が開示されている。
Conventionally, a damper device that absorbs vibration of a rotating body that rotates in conjunction with an output shaft of an internal combustion engine is known. For example,
ここで、複数の気筒を有し、一部の気筒の燃焼を休止することが可能な内燃機関の技術が公知である。燃焼を休止する気筒数が変化する際には、内燃機関の回転に伴う振動も変化するが、休止する気筒数の変化に応じて変動する振動を吸収することについて、従来十分な検討がなされていない。 Here, a technique of an internal combustion engine having a plurality of cylinders and capable of stopping combustion of some cylinders is known. When the number of cylinders that stop combustion changes, the vibration that accompanies the rotation of the internal combustion engine also changes. However, sufficient studies have been made to absorb vibrations that fluctuate according to changes in the number of cylinders that stop combustion. Absent.
本発明の目的は、複数の気筒を有し、一部の気筒の燃焼を休止することが可能な内燃機関の休止気筒数の変化に応じて異なる振動を吸収することができるダンパ装置および車両制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a damper device and a vehicle control capable of absorbing different vibrations according to changes in the number of deactivated cylinders of an internal combustion engine having a plurality of cylinders and capable of halting combustion of some cylinders. Is to provide a device.
本発明のダンパ装置は、複数の気筒を有し、一部の気筒の燃焼を休止することが可能な内燃機関が搭載された車両に設けられるダンパ装置であって、前記内燃機関の出力軸と接続されて前記出力軸の回転と連動して回転する回転体と、前記回転体に設けられ、前記回転体の回転変動により振子運動することで前記回転体の振動を吸収する第一揺動体および第二揺動体と、前記第一揺動体および前記第二揺動体の作動状態を切り替える切替機構とを備え、前記切替機構は、前記回転体によって支持された前記第二揺動体を支持軸として、前記第一揺動体が揺動可能に支持されて前記回転体に対して振子運動する第一状態と、前記第一揺動体が前記回転体に固定され、かつ前記第二揺動体が前記第一揺動体あるいは前記回転体の少なくともいずれか一方によって転動可能に支持され、転動する前記第二揺動体の運動が前記回転体に対する振子運動となる第二状態とに前記作動状態を切り替え、前記作動状態の切り替えは、前記休止する気筒数の変化に応じてなされることを特徴とする。 A damper device according to the present invention is a damper device provided in a vehicle having an internal combustion engine having a plurality of cylinders and capable of stopping combustion of some of the cylinders, and an output shaft of the internal combustion engine A rotating body that is connected and rotates in conjunction with rotation of the output shaft, a first rocking body that is provided in the rotating body and that absorbs vibrations of the rotating body by performing a pendulum motion due to rotational fluctuations of the rotating body; A second oscillating body, and a switching mechanism that switches an operating state of the first oscillating body and the second oscillating body, the switching mechanism having the second oscillating body supported by the rotating body as a support shaft, A first state in which the first rocking body is swingably supported and the pendulum moves with respect to the rotating body; the first rocking body is fixed to the rotating body; and the second rocking body is At least one of the rocking body and the rotating body The operation state is switched to a second state in which the motion of the second rocking body that is supported and rolls by one side becomes a pendulum motion with respect to the rotating body, and the switching of the operation state is performed by the cylinder that is stopped. It is made according to the change of the number.
本発明のダンパ装置において、前記第一状態において前記第一揺動体の振子運動により吸収される振動の次数は、前記休止する気筒がない場合の吸振対象とする次数に対応し、前記第二状態において前記第二揺動体の振子運動により吸収される振動の次数は、前記一部の気筒の燃焼が休止されている場合の吸振対象とする次数に対応することを特徴とする。 In the damper device of the present invention, the order of vibration absorbed by the pendulum motion of the first rocking body in the first state corresponds to the order of vibration absorption when there is no cylinder to be stopped, and the second state The order of vibration absorbed by the pendulum motion of the second oscillator corresponds to the order to be a vibration absorption target when the combustion of some of the cylinders is stopped.
本発明のダンパ装置において、前記第一揺動体は、軸方向に形成された孔部を有する振子であり、前記第二揺動体は、前記第一揺動体の孔部と前記回転体に軸方向に形成された孔部とに軸方向と平行に挿入されたピン状の転動体であり、前記第二状態において、前記第一揺動体は、前記切替機構により前記第一状態の位置よりも前記回転体の径方向の内側の位置で前記回転体に固定され、前記第二揺動体は、前記第一揺動体の孔部あるいは前記回転体の孔部の少なくともいずれか一方により転動可能に支持されることを特徴とする。 In the damper device of the present invention, the first oscillator is a pendulum having a hole formed in the axial direction, and the second oscillator is axially connected to the hole of the first oscillator and the rotary body. In the second state, the first rocking body is moved more than the position of the first state by the switching mechanism in the second state. The second oscillating body is fixed to the rotator at a position radially inward of the rotator, and the second oscillating body is supported to be rollable by at least one of the hole of the first oscillating body and the hole of the rotator. It is characterized by being.
本発明のダンパ装置において、前記切替機構は、前記第二状態において前記回転体に固定される前記第一揺動体の径方向の位置を異ならせることで、前記第二揺動体が前記第一揺動体の孔部に支持される状態と、前記回転体の孔部に支持される状態とを切り替えることを特徴とする。 In the damper device according to the aspect of the invention, the switching mechanism may change the radial position of the first oscillating body fixed to the rotating body in the second state so that the second oscillating body moves to the first oscillating body. The state of being supported by the hole of the moving body and the state of being supported by the hole of the rotating body are switched.
本発明のダンパ装置において、前記第二状態において、前記第二揺動体は前記第一揺動体の孔部に支持されて振子運動し、前記第一揺動体の孔部において、前記第一状態において前記第二揺動体に支持される部分と、前記第二状態において前記第二揺動体を支持する部分とは周方向の異なる位置にあり、かつ径が互いに異なることを特徴とする。 In the damper device according to the aspect of the invention, in the second state, the second rocking body is supported by a hole portion of the first rocking body to perform a pendulum movement, and in the hole portion of the first rocking body, in the first state. The portion supported by the second oscillating body and the portion supporting the second oscillating body in the second state are at different positions in the circumferential direction and have different diameters.
本発明のダンパ装置において、前記第二揺動体において、前記孔部に挿入される部分と異なる部分に慣性体が設けられていることを特徴とする。 In the damper device according to the present invention, an inertial body is provided in a portion different from the portion inserted into the hole portion in the second oscillating body.
本発明の車両制御装置は、上記ダンパ装置を備えた車両の車両制御装置であって、前記休止する気筒数の増加に応じて前記切替機構が前記作動状態を切り替えるときに、前記回転体の回転角加速度を増加させる制御を行うことを特徴とする。 The vehicle control device of the present invention is a vehicle control device for a vehicle including the damper device, and the rotation of the rotating body is performed when the switching mechanism switches the operating state in response to an increase in the number of cylinders to be deactivated. Control is performed to increase angular acceleration.
本発明の車両制御装置は、上記ダンパ装置を備えた車両の車両制御装置であって、前記休止する気筒数の減少に応じて前記切替機構が前記作動状態を切り替えるときに、前記回転体の回転角加速度を減少させる制御を行うことを特徴とする。 The vehicle control device of the present invention is a vehicle control device for a vehicle including the above-described damper device, and the rotation of the rotating body is performed when the switching mechanism switches the operating state in accordance with a decrease in the number of cylinders to be deactivated. Control is performed to reduce the angular acceleration.
本発明にかかるダンパ装置は、第一揺動体および第二揺動体の作動状態を切り替える切替機構を備え、切替機構は、回転体によって支持された第二揺動体を支持軸として、第一揺動体が揺動可能に支持されて回転体に対して振子運動する第一状態と、第一揺動体が回転体に固定され、かつ第二揺動体が第一揺動体あるいは回転体の少なくともいずれか一方によって転動可能に支持され、転動する第二揺動体の運動が回転体に対する振子運動となる第二状態とに作動状態を切り替え、作動状態の切り替えは、休止する気筒数の変化に応じてなされる。これにより、休止気筒数の変化に応じて異なる振動を吸収することができるという効果を奏する。 The damper device according to the present invention includes a switching mechanism that switches between operating states of the first oscillating body and the second oscillating body, and the switching mechanism uses the second oscillating body supported by the rotating body as a support shaft, and the first oscillating body. Is supported so as to be swingable and the pendulum moves with respect to the rotating body, the first swinging body is fixed to the rotating body, and the second swinging body is at least one of the first swinging body and the rotating body. The operation state is switched to a second state in which the motion of the second rocking body, which is supported so as to be able to roll and the pendulum motion with respect to the rotating body, is changed according to a change in the number of cylinders to be stopped. Made. Thereby, there is an effect that it is possible to absorb different vibrations according to the change in the number of idle cylinders.
以下に、本発明にかかるダンパ装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, an embodiment of a damper device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
(第1実施形態)
図1から図9を参照して、第1実施形態について説明する。本実施形態は、複数の気筒を有し、一部の気筒の燃焼を休止することが可能な内燃機関が搭載された車両に設けられるダンパ装置に関する。図1は、本発明に係るダンパ装置1−1の第1実施形態の概略構成を示す図、図2は、実施形態に係るダンパ装置1−1を備えた車両の要部を示す図、図3は、実施形態に係るダンパ装置1−1の第二状態を示す図である。
(First embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9. The present embodiment relates to a damper device provided in a vehicle having an internal combustion engine that has a plurality of cylinders and is capable of stopping combustion of some cylinders. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of a damper device 1-1 according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a main part of a vehicle including the damper device 1-1 according to the embodiment. 3 is a diagram illustrating a second state of the damper device 1-1 according to the embodiment.
図2において、符号1は車両を示す。車両1は、エンジン(内燃機関)10と、エンジン10から出力される動力を駆動輪Wに伝達する動力伝達装置20を備える。エンジン10は、気筒の燃焼室内で燃焼させた燃料の熱エネルギーを機械的エネルギーに変換して動力として出力する内燃機関である。エンジン10の出力軸11は、変換された機械的なエネルギーにより回転して、エンジン10の出力を動力伝達装置20に伝達する。エンジン10は、図示しない複数の気筒と、各気筒に燃料を供給する図示しない燃料供給装置を有している。エンジン10は、複数の気筒のうち、一部の気筒への燃料の供給を停止することで当該気筒の燃焼を休止(気筒停止)させることが可能に構成されている。本実施形態では、エンジン10が6気筒を有しており、うち3気筒の燃焼を休止させることが可能である場合を例に説明するが、エンジン10の全気筒数および休止気筒数はこれには限定されない。
In FIG. 2, the code |
車両1には、エンジン10を含む車両1の統合的な制御を行う電子制御装置(ECU)50が設けられている。ECU50は、エンジン10と電気的に接続されており、エンジン10の各気筒への燃料噴射量や噴射時期、点火タイミング等の制御指令や、エンジン回転数を含むエンジン10に関する情報をエンジン10と授受できる。ECU50は、車両1の走行状態等に応じて、エンジン10の一部の気筒への燃料の供給を停止して燃焼を休止させる。
The
動力伝達装置20は、公知の変速機構や差動機構等を有しており、エンジン10から入力される動力を変速して左右それぞれの駆動輪Wに伝達する。
The
エンジン10の出力軸11には、フライホイール30が設けられている。フライホイール30は、出力軸11と同軸上に配置されて出力軸11に連結されており、出力軸11と一体回転する。図1に示すように、フライホイール30は、本体31と、振子32と、ピン33を有している。本体31は、エンジン10の出力軸11に連結されており、出力軸11の中心軸線Xを回転中心として出力軸11と一体に回転する。つまり、本体31は、エンジン10の出力軸11と接続されて出力軸11の回転と連動して回転する回転体である。本体31は、軸方向に対向する一対の円盤状のディスク部31aと、ディスク部31a,31aを軸方向に接続する円筒部31bとを有しており、円筒部31bの中心軸線は出力軸11の中心軸線Xに重なっている。
A
本体31の内部には、振子32が配置されている。振子32は、本体31に設けられ、本体31の回転変動により振子運動することで本体31の振動を吸収する第一揺動体として機能する。振子32には、同方向(本体31内に配置された状態において出力軸11の軸方向)に振子32を貫通する二つの貫通孔(孔部)34,34が平行に形成されている。なお、以下の説明において、特に記載がない場合、「軸方向」とは本体31の中心軸線Xの軸方向を示し、「径方向」とは中心軸線Xを中心として中心軸線Xと直交する方向を示し、「周方向」とは中心軸線Xを中心とする周方向を示すものとする。
A
貫通孔34,34は、断面円形に形成されており、二つの貫通孔34,34の内径は等しい。また、本体31には、振子32の貫通孔34,34に対応する一対の貫通孔(孔部)35,35が形成されている。貫通孔35,35は、本体31を軸方向に貫通しており、かつ、中心軸線Xから二つの貫通孔35までの距離(中心軸線Xと貫通孔35の中心軸線との距離)は等距離である。貫通孔35,35は断面円形であり、その内径は振子32の貫通孔34,34の内径と等しい。貫通孔34,34の中心間距離と貫通孔35,35の中心間距離とは等しくされている。
The through holes 34 and 34 are formed in a circular cross section, and the inner diameters of the two through
貫通孔34,34の内周面(振子32における貫通孔34を構成する内周面)341は、ピン33が転動する転動面として機能する。また、貫通孔35,35の内周面(本体31における貫通孔35を構成する内周面)351は、ピン33が転動する転動面として機能する。
Inner peripheral surfaces of the through
ピン33は、ピン状の転動体であり、本体31の貫通孔35および振子32の貫通孔34とに軸方向と平行に挿入されている。ピン33は、本体31に設けられ、本体31の回転変動により振子運動することで本体31の振動を吸収する第二揺動体として機能する。振子32の貫通孔34に挿入されたピン33は、一方の端部が一方のディスク部31aに形成された貫通孔35に挿入され、他方の端部が他方のディスク部31aに形成された貫通孔35に挿入されている。一方の貫通孔34a,貫通孔35aにはピン33aが挿入され、他方の貫通孔34b,貫通孔35bにはピン33bが挿入されている。これにより、振子32は、本体31によって支持されたピン33a,33bを支持軸として揺動可能に支持されて本体31に対して振子運動することができる。振子32は、2本のピン33a,33bを介して本体31により支持され、2本吊り式の振子ダンパとして機能することが可能となっている。振子32は、本体31が回転する際に、本体31の回転変動により振子運動し、本体31の振動を吸収する。2本吊り式振子ダンパは、本実施形態のダンパ装置1−1の第一状態である。言い換えると、第一状態では、振子32が、本体31に対して振子運動する揺動体40として動作する。
The
振子32は、径方向に厚みを有する円弧形状に形成されている。振子32の径方向外側の曲面32aと径方向内側の曲面32bとは、同心の円弧形状となっており、振子32の径方向の厚みは一定である。振子32の周方向の幅は、径方向の外側ほど大きくなっている。貫通孔34,34は、厚み方向(径方向)の位置が同じで、かつ、幅方向(周方向)において対称となる位置に配置されている。径方向内側の曲面32bから貫通孔34,34のそれぞれの中心までの径方向の距離は等しい。振子32は、本体31に対して周方向に複数配置されてもよく、この場合、振子32が周方向に等間隔で配置されることが好ましい。
The
振子32が振子ダンパとして機能するときに吸収する振動の次数n1は、下記[数1]で表される。ここで、次数とは、エンジン回転(出力軸11の回転)に対する次数である。
d1;貫通孔34,貫通孔35の内径(直径)
d2;ピン33の外径(直径)
L1;振子32の重心Gと中心軸線Xとの径方向の距離
ここで、L1は、振子32が可動範囲内で最も径方向の外側に位置しているときの値とすることができる。
The vibration order n1 absorbed when the
d1; Inner diameter (diameter) of the through
d2: outer diameter (diameter) of the
L1: Distance in the radial direction between the center of gravity G of the
この次数n1は、エンジン10のいずれの気筒においても燃焼を休止させていない場合のトルク変動次数に対応している。言い換えると、次数n1は、エンジン10の6気筒全てにおいて順に燃焼が行われ、出力軸11の1回転あたり3回の爆発が生じる場合のトルク変動の吸振対象とする次数にチューニングされている。これにより、吸振対象とする次数n1の振動を振子32の振子ダンパが効果的に吸収することができる。
This order n1 corresponds to the torque fluctuation order when combustion is not stopped in any cylinder of the
ここで、一部の気筒の燃焼を休止させる気筒停止制御が行われると、エンジン10の振動変化が生じる。これにより、吸振対象とする次数も変化することとなる。振動変化により、2本吊り式振子ダンパの吸収する振動の次数n1と、吸振対象とする次数とにずれが生じると、吸振効率が低下してしまう。気筒の休止状態の変化に伴うエンジン10の振動変化に対して、ダンパ装置1−1が吸収する振動の次数を変化させられることが望まれている。
Here, when cylinder stop control for stopping combustion of some cylinders is performed, vibration change of the
本実施形態のダンパ装置1−1は、以下に説明するように、吸収する振動の次数を切替え可能に構成されている。フライホイール30には、ダンパ装置1−1の作動状態を切り替える切替機構36が設けられている。切替機構36は、上記した第一状態と、振子32が本体31に固定され、かつピン33が振子32あるいは本体31の少なくともいずれか一方によって転動可能に支持され、転動するピン33の運動が本体31に対する振子運動となる第二状態とに作動状態を切り替える。図1には第一状態における振子32、ピン33および切替機構36が示されており、図3には第二状態における振子32、ピン33および切替機構36が示されている。切替機構36は、ECU50により制御される。ECU50は、エンジン10の休止気筒数に基づいて切替機構36を制御し、第一状態と第二状態とを切り替える。本実施形態のダンパ装置1−1は、本体31、振子32、ピン33、および切替機構36を含んで構成される。
The damper device 1-1 of the present embodiment is configured to be able to switch the order of vibration to be absorbed, as will be described below. The
図4は、切替機構36の一例を示す図である。切替機構36は、例えば、図4に示すようにバンドブレーキ37とすることができる。バンドブレーキ37は、振子32に巻きつけるようにして振子32の周方向外側に配置されたバンド37aと、バンド37aを油圧等により引き締める図示しないアクチュエータとを有している。アクチュエータが作動していない状態では、符号P1に示すように、バンド37aは、振子32が本体31に対して揺動できるように振子32から隙間を空けた位置にある。一方、符号P2に示すように、アクチュエータが作動してバンド37aを引き締めると、バンド37aは、振子32を径方向の内側に押圧する。これにより、振子32は径方向の内側に移動し、固定される。ここで、振子32を固定する方法は、例えば、本体31に形成され、振子32の径方向内側への移動を所定の位置で規制するストッパとすることができる。あるいは、振子32が径方向の内側に移動することで、周方向に隣接する振子32同士が当接して円環を形成し、振子32が固定されるようにしてもよい。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the
図3に示すように、切替機構36により振子32が固定された状態では、振子32の貫通孔34の位置と本体31の貫通孔35の位置とが径方向および周方向において一致する。軸方向視において、貫通孔34と貫通孔35とが重なり、ピン33は、本体31の転動面351および振子32の転動面341に転動可能に支持され、転動面341,351の周方向に揺動することができる。つまり、転動するピン33の運動が本体31に対する振子運動となり、ピン33がコロ式の振子ダンパとして本体31の振動を吸収することができる。コロ式の振子ダンパは、本実施形態のダンパ装置1−1の第二状態である。第二状態では、ピン33が、本体31に対して振子運動する揺動体40として動作する。
As shown in FIG. 3, when the
このようにピン33がコロ式の振子ダンパとして機能するときに吸収する振動の次数n2は、下記[数2]で表される。
L2;中心軸線Xから転動面341,転動面351の中心軸線X0までの径方向の距離
ここで、L2は、振子32が切替機構36により本体31に固定されているときの値である。
Thus, the vibration order n2 absorbed when the
L2: radial distance from the central axis X to the central axis X0 of the rolling
この次数n2は、エンジン10において三つの気筒の燃焼が休止されている場合のトルク変動次数に対応している。言い換えると、次数n2は、エンジン10の6気筒のうち3気筒において燃焼が休止され、出力軸11の1回転あたり1.5回の爆発が生じる場合のトルク変動の吸振対象とする次数にチューニングされている。これにより、エンジン10の一部の気筒の燃焼が休止された状態では、ピン33のコロ式の振子ダンパにより、吸振対象の振動を吸収することができる。
This order n2 corresponds to the torque fluctuation order when the combustion of the three cylinders in
このように、本実施形態のダンパ装置1−1は、切替機構36により特性の異なる二つの振子の作動状態が切り替えられる。運転する気筒数が6気筒(休止気筒なし)である場合、切替機構36は、振子32を解放し、本体31に支持されたピン33を支持軸として振子32が揺動可能に支持されて振子運動する第一状態とする。ダンパ装置1−1の第一状態では、揺動体40は、振子32であり、振子運動の特性を決める位置は、振子32の重心Gである。
As described above, in the damper device 1-1 according to the present embodiment, the operating state of the two pendulums having different characteristics is switched by the
三つの気筒の燃焼が休止され、運転する気筒が3気筒である場合、切替機構36は、振子32を第一状態の位置よりも径方向の内側の位置で本体31に固定し、ピン33が振子32の転動面341および本体31の転動面351に転動可能に支持されて振子運動する第二状態とする。ダンパ装置1−1の第二状態では、揺動体40は、ピン33であり、振子運動の特性を決める位置は、転動面341の中心軸線X0である。
When the combustion of the three cylinders is stopped and the number of cylinders to be operated is three, the
このように、第一状態と第二状態とで異なる要素が振動を吸収する振子となり、振子特性が切り替わることで、ダンパ装置1−1で対応できる振動の次数の幅を広げることができる。 In this way, different elements in the first state and the second state become pendulums that absorb vibration, and the pendulum characteristics are switched, so that the range of vibration orders that can be handled by the damper device 1-1 can be expanded.
第一状態と第二状態とでダンパ装置1−1が吸収するトルク変動の次数を異ならせているため、運転する気筒数の変化に応じて異なる次数の振動を吸収することができる。ダンパ装置1−1は、第一状態(次数n1)と第二状態(次数n2)の二つの状態に切り替えるだけであるため、3以上の状態(次数)に切り替えたり、任意の状態(次数)に切り替えたりする場合と比べて、ダンパ装置1−1を簡素な構成とすることができる。2本吊り式振子ダンパに切替機構36を追加するだけで気筒変化に対応した減衰効果を得ることができ、低コスト化が可能である。
Since the order of torque fluctuation absorbed by the damper device 1-1 is different between the first state and the second state, vibrations of different orders can be absorbed according to changes in the number of cylinders to be operated. Since the damper device 1-1 only switches between two states of the first state (order n1) and the second state (order n2), it can be switched to three or more states (order) or any state (order) Compared with the case where it switches to, the damper apparatus 1-1 can be set as a simple structure. A damping effect corresponding to the cylinder change can be obtained simply by adding the
エンジン10のトルク変動による振動を低減しようとする場合、休止する気筒数に応じたそれぞれのトルク振動モードにおいて、ピークを示す次数の振動を吸収することができれば、十分な吸振効果を得ることができる。したがって、エンジン10において、休止する気筒がない場合と、予め決められた数(固定された数)の気筒を休止する場合の二通りのトルク振動モードしかない場合には、ダンパ装置1−1の第一状態と第二状態の切り換えによりそれぞれのトルク振動モードで十分に振動を低減することができる。なお、エンジン10にトルク振動モードが3以上ある場合であっても、特に振動が大きい二つの振動モードに合わせて次数n1および次数n2をチューニングするようにすれば、大きな吸振効果を得ることが可能である。
When attempting to reduce vibration due to torque fluctuations of the
また、本実施形態では、第一状態と第二状態とを切り替えるときのショックを抑制する車両制御が行われる。例えば、振子32が解放された第一状態から振子32が本体31に固定される第二状態へ切り替える場合、切替機構36により振子32を径方向の内側に移動させて固定するときに、ショックが生じる可能性がある。これに対して、エンジン回転数を引き上げてフライホイール30の本体31に回転角加速度を与え、振子32を固定位置に近づけた状態としてから切替機構36を作動させることで、振子32の固定に伴うショックを抑制することが可能となる。車両制御装置としてのECU50は、休止する気筒数が増加する場合、切替機構36がダンパ装置1−1の作動状態を切り替えるときに、本体31の回転角加速度を増加させる制御として、エンジン回転数を引き上げる制御を行う。一方、休止する気筒数が減少する場合、ECU50は、切替機構36がダンパ装置1−1の作動状態を切り替えるときに、本体31の回転角加速度を減少させる制御として、エンジン回転数を引き下げる制御を行う。
In the present embodiment, vehicle control is performed to suppress a shock when switching between the first state and the second state. For example, when switching from the first state in which the
図5は、フライホイール30の本体31に加速度を与えた状態を示す図である。エンジン10の出力軸11から本体31に加速度が与えられる(回転角加速度が増加する)ことで、振子32は本体31に対して周方向に相対移動すると共に径方向の内側に移動する。これにより、本体31が等速回転している場合など、振子32が可動範囲の最も径方向外側にあるときの位置(符号P3参照)よりも、振子32は径方向の内側に位置する状態となる。この状態から、切替機構36により振子32を固定させることで、振子32が固定されるまでの移動距離を小さなものとし、振子32の固定に伴うショックを抑制することができる。また、本体31に対する振子32の移動の軌跡が、円弧状となることで、振子32を滑らかに固定位置まで移動させることができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which acceleration is applied to the
図6は、本実施形態においてエンジン10の一部の気筒の燃焼を休止させるときの動作を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートは、例えば、エンジン10が運転されているときに所定の間隔で繰り返し実行される。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation when the combustion of some cylinders of the
まず、ステップS10では、ECU50により、エンジン10の気筒停止がONとされた(一部の気筒の燃焼を休止させる指令が出力された)か否かが判定される。その判定の結果、気筒停止がONとされたと判定された場合(ステップS10−Y)にはステップS20に進み、そうでない場合(ステップS10−N)には本制御フローは終了する。
First, in step S10, the
ステップS20では、ECU50により、エンジン回転数が引き上げられる。この回転数引き上げにおける引き上げ量は、例えば、引き上げ前のエンジン回転数に応じた加速度変化を本体31に与える値に設定される。例えば、エンジン回転数の引き上げによる振子32の径方向の移動量が所定量以上となるように回転数引き上げ量が決められてもよい。ECU50は、エンジン回転数を設定された引き上げ量だけ増加させるように、エンジン10を制御する。
In step S20, the engine speed is increased by the
次に、ステップS30では、ECU50により、2本吊り振子停止処理がなされる。ECU50は、切替機構36を制御してダンパ装置1−1を第一状態(2本吊り式振子)から第二状態(コロ式振子)に切り替える。振子32は、切替機構36により径方向の内側に移動されて本体31に固定されるが、ステップS20でエンジン回転数の引き上げがなされていることで、固定に伴うショックは抑制される。
Next, in step S30, the
次に、ステップS40では、ECU50により、2本吊り振子が停止したか否かが判定される。この判定は、例えば、切替機構36のアクチュエータが作動したか否かにより行われることができる。また、振子32の位置を検出することやエンジン回転数の変動を検出することによりステップS40の判定がなされてもよい。ステップS40の判定の結果、2本吊り振子が停止した(ダンパ装置1−1が第二状態となった)と判定された場合(ステップS40−Y)にはステップS50に進み、そうでない場合(ステップS40−N)には本制御フローは終了する。
Next, in step S40, the
ステップS50では、ECU50によりエンジン10の制御が通常制御とされる。ECU50は、ステップS20で開始したエンジン回転数の引き上げを解除する。ステップS50が実行されると、本制御フローは終了する。
In step S50, the
このように、一部の気筒の燃焼が休止されてダンパ装置1−1が第二状態に切り替えられるときに、フライホイール30の本体31に加速度を与えてから振子32の固定がなされることで、振子32を滑らかに固定することができ、ショックが抑制される。また、エンジン回転数を引き上げることで、気筒停止によるトルク減少をカバーすることができ、駆動力の変動によるショックも低減されるという効果を奏する。
As described above, when the combustion of some cylinders is stopped and the damper device 1-1 is switched to the second state, the
また、本実施形態では、振子32を固定する第二状態から振子32を解放する第一状態へ切り替える際のショックを抑制する制御がなされる。ECU50は、フライホイール30の本体31に加速度を与えた状態で振子32を解放する。これにより、振子32は解放された後に周方向に振られる。図7は、解放されて周方向に振られた振子32を示す図である。振子32は、周方向に振られてから遠心力により径方向の外側に移動する。これにより、本体31に対する振子32の移動の軌跡が円弧状となることで、振子32を滑らかに解放することができ、ショックなどの発生が少なくなる。
Moreover, in this embodiment, control which suppresses the shock at the time of switching from the 2nd state which fixes the
図8は、エンジン10の気筒停止を解除するときの動作を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation when releasing the cylinder stop of the
まず、ステップS110では、ECU50により、エンジン10の気筒停止が解除されたか否かが判定される。その判定の結果、気筒停止が解除されたと判定された場合(ステップS110−Y)にはステップS120に進み、そうでない場合(ステップS110−N)には本制御フローは終了する。
First, in step S110, the
ステップS120では、ECU50により、エンジン回転数が引き下げられる。回転数の引き下げ量は、例えば、引き下げ前のエンジン回転数に応じた加速度変化を本体31に与える値に設定される。
In step S120, the engine speed is reduced by the
次に、ステップS130では、ECU50により、2本吊り振子停止が解除される。ECU50は、切替機構36を制御してダンパ装置1−1を第二状態から第一状態に切り替える。
Next, in step S130, the suspension of the two pendulums is released by the
次に、ステップS140では、ECU50により、2本吊り振子が作動しているか否かが判定される。2本吊り振子が作動していると判定された場合(ステップS140−Y)にはステップS150に進み、そうでない場合(ステップS140−N)には本制御フローは終了する。
Next, in step S140, the
ステップS150では、ECU50により、エンジン10の制御が通常制御とされる。ECU50は、ステップS120で開始したエンジン回転数の引き下げを解除する。ステップS150が実行されると、本制御フローは終了する。
In step S150, the
このように、気筒停止が解除されてダンパ装置1−1が第一状態に切り替えられるときに、フライホイール30の本体31に加速度を与えてから振子32が解放されることで、振子32を滑らかに解放することができる。また、エンジン回転数を引き下げることで、気筒停止の解除によるトルク増加をカバー(相殺)でき、駆動力の変動によるショックが低減される。
As described above, when the cylinder stop is released and the damper device 1-1 is switched to the first state, the
なお、本実施形態では、気筒が休止されるときに本体31の回転角加速度を増加させ、気筒停止が解除されるときに本体31の回転角加速度を減少させる制御がなされたが、これとは反対に、気筒が休止されるときに回転角加速度を減少させ、気筒停止が解除されるときに回転角加速度を増加させる制御が行われてもよい。このようにしても、本体31に加速度を与え、振子32の固定や解放に伴うショックを抑制することが可能である。
In this embodiment, control is performed to increase the rotational angular acceleration of the
また、本実施形態では、回転体がフライホイール30の本体31である場合を例に説明したが、回転体はこれには限定されない。回転体は、出力軸11と接続されて出力軸11の回転と連動して回転するものであればよい。
Moreover, although this embodiment demonstrated to the example the case where a rotary body was the
本実施形態では、ダンパ装置1−1の第一状態の次数n1が、休止する気筒がない場合の吸振対称とする次数に対応し、第二状態の次数n2が、一部の気筒の燃焼が休止されている場合の吸振対称とする次数に対応していたが、これには限定されない。次数n1を一部の気筒の燃焼が休止されている場合の吸振対称とする次数に対応させ、次数n2を休止する気筒がない場合の吸振対称とする次数に対応させてもよい。 In the present embodiment, the order n1 of the first state of the damper device 1-1 corresponds to the order of vibration absorption symmetry when there is no cylinder to be stopped, and the order n2 of the second state is the combustion of some cylinders. Although it corresponds to the order of vibration absorption symmetry in the case of rest, it is not limited to this. The order n1 may correspond to the order of vibration absorption symmetry when combustion of some cylinders is stopped, and the order n2 may correspond to the order of vibration absorption symmetry when there is no cylinder to stop.
(第1実施形態の第1変形例)
図9を参照して、第1実施形態の第1変形例について説明する。本変形例では、ピン33において、貫通孔34,35に挿入される部分と異なる部分に慣性体38が設けられている。これにより、ピン33がコロ式の振子として働くときに十分な減衰効果を得ることができる。
(First modification of the first embodiment)
A first modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. In this modification, the
図9は、本変形例にかかるダンパ装置1−1を示す図である。図9に示すように、ピン33には、二つの慣性体38が設けられている。慣性体38は、軸方向における振子32の両側に一つずつ配置されており、ピン33と一体回転する。慣性体38は、ピン33の外周面に連結されており、慣性体38の外径は、ピン33の外径と比較して大きい。ピン33の慣性を大きくするためには、ピン33の外径d2を大きくすることが有効であるが、ピン33の外径d2は、次数n1、n2や貫通孔34,35の直径d1との関係で決定されるものであり、十分な慣性を確保できる大きさにできない場合がある。これに対して、慣性体38をピン33に設ける方法によれば、ピン33の外径d2が制限される場合であっても、ピン33がコロ式の振り子として機能するときの慣性を十分に大きなものとして、ダンパ装置1−1による減衰効果を高めることができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a damper device 1-1 according to the present modification. As shown in FIG. 9, the
(第1実施形態の第2変形例)
第1実施形態の第2変形例について説明する。上記第1実施形態では、ダンパ装置1−1の第二状態において、ピン33は、本体31の転動面351および振子32の転動面341の両方に転動可能に支持されて振子運動をした。これに代えて、ピン33が、本体31の転動面351あるいは振子32の転動面341のいずれか一方に支持されて振子運動するようにしてもよい。
(Second modification of the first embodiment)
A second modification of the first embodiment will be described. In the said 1st Embodiment, in the 2nd state of the damper apparatus 1-1, the
例えば、第二状態とするときに、切替機構36が、振子32の貫通孔34と本体31の貫通孔35とが径方向にずれた状態となる位置で振子32を固定することで、ピン33を、本体31の転動面351あるいは振子32の転動面341のいずれか一方に支持された状態とすることができる。このように、ピン33が、転動面351あるいは転動面341のいずれか一方に支持されて本体31に対して振子運動する場合であっても、ダンパ装置1−1はコロ式の振子ダンパとして振動を吸収することができる。なお、ピン33が、転動面351あるいは転動面341のいずれか一方によって転動可能に支持される場合、他方の転動面がピン33の振子運動を妨げない(揺動範囲と干渉しない)ように転動面341,351の相対位置が設定されることが望ましい。
For example, when switching to the second state, the
ピン33が振子32の転動面341に支持されて振子運動する場合には、振子32の固定位置(径方向の位置)によって、中心軸線Xから転動面341の中心軸線X0までの径方向の距離L2を調節し、ダンパ装置1−1がコロ式の振子ダンパとして吸収する振動の次数n2をチューニングすることができる。この場合、次数n1にかかわりなく次数n2をチューニングすることができる。
When the
また、切替機構36が、振子32を1箇所だけではなく互いに異なる二つの位置のいずれかに任意に固定できるように構成されている場合、ダンパ装置1−1が吸収する振動の次数を三つに切り替えることが可能となる。例えば、切替機構36が、第二状態において本体31に固定される振子32の径方向の位置を異ならせることで、ピン33が振子32の貫通孔34に支持される状態と、本体31の貫通孔35に支持される状態とを切り替えるようにすれば、第二状態の次数n2を可変とすることができる。一例として、切替機構36が、図3に示すようにピン33が本体31の転動面351および振子32の転動面341の両方に支持される振子32の位置と、これよりも中心軸線Xに近い位置であってピン33が振子32の転動面341のみによって支持される振子32の位置とのいずれかの位置に振子32を任意に固定できれば、ダンパ装置1−1がコロ式の振子ダンパとして吸収する振動の次数n2を可変とすることができる。
In addition, when the
これにより、例えば、気筒の燃焼を休止させるときの気筒数が2パターンあり、休止気筒数が0の場合も含めると三つのトルク振動モードに切り替わるようなエンジン10に対しても、休止気筒数の変化に応じて振子32の固定位置を切り替えて、吸収する振動の次数n2を適切に設定することができる。また、同じトルク振動モードにおいて、吸振対象の次数を高次の次数と低次の次数とに切り替える目的で、振子32の固定位置が切り替えられてもよい。
Thereby, for example, even when the number of cylinders when the combustion of the cylinders is stopped is 2 and the number of stopped cylinders is 0, including the case where the number of stopped cylinders is 0, the
(第2実施形態)
図10および図11を参照して第2実施形態について説明する。第2実施形態については、上記第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In the second embodiment, only differences from the first embodiment will be described.
上記第1実施形態では、振子32の貫通孔34の断面形状は、円形であり、転動面341の曲率は一定であった。これに対して、本実施形態の振子62の貫通孔64では、断面形状が、径の異なる二つの円弧を組合せた形状となっている。これにより、ダンパ装置1−2が2本吊り式振子ダンパとして機能するときと、コロ式振子ダンパとして機能するときとで、貫通孔64においてピン33が転動する転動面の径を異ならせている。このため、ダンパ装置1−2の次数チューニングの自由度が大きくなるという効果を奏する。
In the said 1st Embodiment, the cross-sectional shape of the through-
図10は、本実施形態にかかるダンパ装置1−2が2本吊り式振子ダンパである状態を示す図、図11は、ダンパ装置1−2がコロ式振子ダンパである状態を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the damper device 1-2 according to the present embodiment is a two-pendant pendulum damper, and FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which the damper device 1-2 is a roller pendulum damper. .
図10および図11に示すように、振子62において貫通孔64を構成する内周面は、径方向の内側の内側転動面66と、径方向の外側の外側転動面65とを有する。第一状態においてピン33に支持される部分である内側転動面66と、第二状態においてピン33を支持する部分である外側転動面65とは貫通孔64の周方向の異なる位置にあり、かつ径が互いに異なる。内側転動面66は、振子62の径方向外側の曲面62aと同様に径方向の外側を向いており、外側転動面65は、振子62の径方向内側の曲面62bと同様に径方向の内側を向いている。内側転動面66の断面形状は、直径d1(図10参照)の円弧であり、外側転動面65の断面形状は、直径d3(図11参照)の円弧である。直径d3は、直径d1よりも大きい。本体31の貫通孔35の直径は、上記第1実施形態と同様にd1となっている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the inner peripheral surface constituting the through
ダンパ装置1−2が2本吊り式振子ダンパとして機能する第一状態では、図10に示すように、振子62が、内側転動面66においてピン33に支持された状態となり、本体31に対して揺動する。この場合、ダンパ装置1−2が吸収する振動の次数は、上記[数1]で示されるn1である。
In the first state in which the damper device 1-2 functions as a two-pendant pendulum damper, the
一方、ダンパ装置1−2がコロ式振子ダンパとして機能する第二状態では、切替機構36は、外側転動面65がピン33を支持する位置、例えば、図11に示すように、内側転動面66が本体31の転動面351と軸方向視で重なる位置に振子62を固定する。第二状態では、ピン33が、外側転動面65に転動可能に支持された状態となり、外側転動面65上を揺動する。この場合、ダンパ装置1−2が吸収する振動の次数は、下記[数3]で示されるn3となる。
d3;外側転動面65の径(直径)
L3;中心軸線Xから外側転動面65の中心軸線X1までの径方向の距離
ここで、L3は、振子62が切替機構36により本体31に固定されているときの値である。
On the other hand, in the second state in which the damper device 1-2 functions as a roller-type pendulum damper, the
d3: Diameter (diameter) of the outer rolling
L3: Distance in the radial direction from the center axis X to the center axis X1 of the outer rolling
外側転動面65の中心軸線X1とは、外側転動面65を円弧として含む直径d3の円の中心軸線である。上記[数1]および[数3]からわかるように、次数n1を調節するために直径d1の大きさを変更しても次数n3には影響せず、次数n3を調節するために直径d3の大きさを変更しても次数n1には影響しない。このように、次数n1と次数n3のチューニングの自由度が高まることで、ダンパ装置1−2が2本吊り式振子ダンパとして機能するときの吸振効率と、コロ式振子ダンパとして機能するときの吸振効率とを両立させることが容易となる。
The center axis X1 of the outer rolling
なお、ダンパ装置1−2の第二状態において、ピン33が振子62の外側転動面65に支持されて転動する状態と、ピン33が本体31の転動面351に支持されて転動する状態との切り替えを行えるようにすれば、ダンパ装置1−2が吸収する振動の次数を三つに切り替えることが可能となる。ピン33が支持される転動面の切り替えは、切替機構36に行わせるようにすればよい。
In the second state of the damper device 1-2, the
1−1,1−2 ダンパ装置
1 車両
10 エンジン
11 出力軸
20 動力伝達装置
30 フライホイール
31 本体
32,62 振子
33 ピン
34,35,64 貫通孔
36 切替機構
37 バンドブレーキ
37a バンド
40 揺動体
50 ECU
65 外側転動面
66 内側転動面
W 駆動輪
1-1, 1-2
65
Claims (8)
前記内燃機関の出力軸と接続されて前記出力軸の回転と連動して回転する回転体と、前記回転体に設けられ、前記回転体の回転変動により振子運動することで前記回転体の振動を吸収する第一揺動体および第二揺動体と、前記第一揺動体および前記第二揺動体の作動状態を切り替える切替機構とを備え、
前記切替機構は、前記回転体によって支持された前記第二揺動体を支持軸として、前記第一揺動体が揺動可能に支持されて前記回転体に対して振子運動する第一状態と、前記第一揺動体が前記回転体に固定され、かつ前記第二揺動体が前記第一揺動体あるいは前記回転体の少なくともいずれか一方によって転動可能に支持され、転動する前記第二揺動体の運動が前記回転体に対する振子運動となる第二状態とに前記作動状態を切り替え、
前記作動状態の切り替えは、前記休止する気筒数の変化に応じてなされる
ことを特徴とするダンパ装置。 A damper device provided in a vehicle having an internal combustion engine having a plurality of cylinders and capable of stopping combustion of some cylinders,
A rotating body that is connected to the output shaft of the internal combustion engine and rotates in conjunction with the rotation of the output shaft, and provided in the rotating body, and vibrates by the fluctuation of the rotation of the rotating body to thereby vibrate the rotating body. A first oscillating body and a second oscillating body that absorb, and a switching mechanism that switches an operating state of the first oscillating body and the second oscillating body;
The switching mechanism includes a first state in which the first rocking body is swingably supported with the second rocking body supported by the rotating body as a support shaft, and the pendulum moves with respect to the rotating body; A first oscillating body fixed to the rotating body, and the second oscillating body supported by at least one of the first oscillating body or the rotating body so as to be able to roll, and the second oscillating body rotating. Switching the operating state to a second state in which the motion is a pendulum motion relative to the rotating body;
The operation state is switched according to a change in the number of cylinders to be deactivated.
前記第一状態において前記第一揺動体の振子運動により吸収される振動の次数は、前記休止する気筒がない場合の吸振対象とする次数に対応し、前記第二状態において前記第二揺動体の振子運動により吸収される振動の次数は、前記一部の気筒の燃焼が休止されている場合の吸振対象とする次数に対応する
ことを特徴とするダンパ装置。 The damper device according to claim 1,
The order of vibration absorbed by the pendulum motion of the first oscillator in the first state corresponds to the order of vibration absorption when there is no cylinder to pause, and in the second state, the order of the second oscillator The order of the vibration absorbed by the pendulum motion corresponds to the order to be a vibration absorption target when the combustion of some of the cylinders is stopped.
前記第一揺動体は、軸方向に形成された孔部を有する振子であり、前記第二揺動体は、前記第一揺動体の孔部と前記回転体に軸方向に形成された孔部とに軸方向と平行に挿入されたピン状の転動体であり、
前記第二状態において、前記第一揺動体は、前記切替機構により前記第一状態の位置よりも前記回転体の径方向の内側の位置で前記回転体に固定され、前記第二揺動体は、前記第一揺動体の孔部あるいは前記回転体の孔部の少なくともいずれか一方により転動可能に支持される
ことを特徴とするダンパ装置。 The damper device according to claim 1 or 2,
The first oscillating body is a pendulum having a hole formed in the axial direction, and the second oscillating body includes a hole formed in the first oscillating body and a hole formed in the rotating body in the axial direction. Is a pin-shaped rolling element inserted parallel to the axial direction,
In the second state, the first rocking body is fixed to the rotating body at a position radially inside the rotating body from the position of the first state by the switching mechanism, and the second rocking body is The damper device is characterized in that it is supported so as to be able to roll by at least one of the hole portion of the first oscillator and the hole portion of the rotating body.
前記切替機構は、前記第二状態において前記回転体に固定される前記第一揺動体の径方向の位置を異ならせることで、前記第二揺動体が前記第一揺動体の孔部に支持される状態と、前記回転体の孔部に支持される状態とを切り替える
ことを特徴とするダンパ装置。 The damper device according to claim 3, wherein
The switching mechanism varies the radial position of the first oscillating body fixed to the rotating body in the second state, so that the second oscillating body is supported by the hole of the first oscillating body. And a state supported by the hole of the rotating body. A damper device.
前記第二状態において、前記第二揺動体は前記第一揺動体の孔部に支持されて振子運動し、
前記第一揺動体の孔部において、前記第一状態において前記第二揺動体に支持される部分と、前記第二状態において前記第二揺動体を支持する部分とは周方向の異なる位置にあり、かつ径が互いに異なる
ことを特徴とするダンパ装置。 The damper device according to claim 3 or 4,
In the second state, the second oscillating body is supported by the hole of the first oscillating body and performs a pendulum motion,
In the hole portion of the first oscillating body, a portion supported by the second oscillating body in the first state and a portion supporting the second oscillating body in the second state are at different positions in the circumferential direction. And a damper device having different diameters.
前記第二揺動体において、前記孔部に挿入される部分と異なる部分に慣性体が設けられている
ことを特徴とするダンパ装置。 The damper device according to any one of claims 3 to 5,
In the second oscillating body, an inertial body is provided in a portion different from the portion inserted into the hole portion.
前記休止する気筒数の増加に応じて前記切替機構が前記作動状態を切り替えるときに、前記回転体の回転角加速度を増加させる制御を行う
ことを特徴とする車両制御装置。 A vehicle control device for a vehicle comprising the damper device according to any one of claims 3 to 6,
A vehicle control device that performs control to increase the rotational angular acceleration of the rotating body when the switching mechanism switches the operating state in response to an increase in the number of cylinders to be deactivated.
前記休止する気筒数の減少に応じて前記切替機構が前記作動状態を切り替えるときに、前記回転体の回転角加速度を減少させる制御を行う
ことを特徴とする車両制御装置。 A vehicle control device for a vehicle comprising the damper device according to any one of claims 3 to 6,
The vehicle control device, wherein when the switching mechanism switches the operating state in accordance with a decrease in the number of cylinders to be deactivated, control is performed to reduce the rotational angular acceleration of the rotating body.
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